Trong không gian tọa độ cho mặt phẳng (P): x-y+2z-1=0, các điểm A(0;1;1), B(1;0;0) với A, B nằm trên mặt phẳng (P) và mặt cầu S: (x-2)^2+(y+1)^2+(z-2)^2=4. CD là một đường kính thay đổi của (S) sao cho CD//(P) và bốn điểm A,B,C,D tạo thành một tứ diện. Giá trị lớn nhất của thể tích tứ diện ABCD bằng bao nhiêu?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án C
HD: Gọi H(1+2t;-1+t;2-t) là hình chiếu của A trên d
Suy ra H(3;0;1), phương trình đường thẳng AH là
Đáp án B
Gọi A = ∆ ∩ P ; d = P ∩ Q
Lấy I ∈ ∆ ⇒ A ; I cố định, kẻ I H ⊥ P ; H K ⊥ d ⇒ P ; Q ^ = I K H ^ = φ
Do I A ≥ I K ⇒ sin φ = I H I K ≥ I H I A ⇒ φ m i n khi K ≡ A tức là I A ⊥ d ⇒ n Q → = u ∆ → ; u d →
Trong đó n ∆ ¯ = 1 ; - 2 ; - 2 ; u d ¯ = u ∆ ¯ ; u P ¯ = 3 ; 0 ; 3 = 3 1 ; 0 ; 1
Suy ra n Q ¯ = u ∆ ¯ ; u d ¯ = - 2 1 ; 1 ; - 1 , mặt khác (Q) chứa đường thẳng ∆ nên (Q) đi qua điểm (1;2;-1)
Do đó Q : x + y - z - 4 = 0 ⇒ A 4 ; 0 ; 0 , B ( 0 ; 4 ; 0 ) , C ( 0 ; 0 ; - 4 ) ⇒ V O . A B C = 64 6 = 32 3
Chọn đáp án A
Mặt cầu (S) tâm A, tiếp xúc với (P) nên có bán kính là
Mặt cầu (S) có tâm I(2;-1;2), mặt phẳng (P) có VTPT\(\overrightarrow{n}\)=(1;-1;2). Gọi điểm C(x;y;z) ta có C∈ (S) nên \(\left(x-2\right)^2+\left(y-1\right)^2+\left(z-2\right)^2=4\left(1\right)\)
Do CD là đường kính của mặt cầu (S) nên I là trung điểm của CD
=> D(4-x; -y -2; 4-z)
Mà theo đề có CD//(P) nên
\(\overrightarrow{IC}\perp\overrightarrow{n}\Leftrightarrow\overrightarrow{IC}.\overrightarrow{n}=0\) <=> \(x-2-\left(y+1\right)+2\left(z-2\right)=0\left(2\right)\)
Ta có: \(\overrightarrow{AB}=\left(1;-1;-1\right);\overrightarrow{AC}=\left(x;y-1;z-1\right);\overrightarrow{AD}=\left(4-x;y-3;3-z\right)\)
\(\left|\overrightarrow{AC;}\overrightarrow{AD}\right|=\left(2y+4z-6;-2x+4z-4;-4x-y+4\right)\)
\(\overrightarrow{AB}\left|\overrightarrow{AC};\overrightarrow{AD}\right|=2x+4z-6+\left(-1\right)\left(-2x+4z-4\right)+\left(-1\right)\left(-4x-4y+4\right)=6x+6y-6\)
Thể tích khối tứ diện ABCD là:
V = \(\dfrac{1}{6}\left|\overrightarrow{AB}\left[\overrightarrow{AC};\overrightarrow{AD}\right]\right|=\left|x+y-1\right|\)
Đặt : \(\left\{{}\begin{matrix}x-2=a\\y+1=b\\z-2=c\end{matrix}\right.\)
Từ (1) và (2) có hệ : \(\left\{{}\begin{matrix}a^2+b^2+c^2=4\\a-b+2c=0\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}a-b=-2c\\ab=\dfrac{4-5c^2}{2}\end{matrix}\right.\)
V=|x+y-1| = |x-2+y +1| = |a+b| = \(\sqrt{\left(a-b\right)^2+4ab}\) = \(\sqrt{4c^2+2\left(4-5c^2\right)}=\sqrt{8-6c^2}\le2\sqrt{2}\)
Vậy GTLN của V là 2\(\sqrt{2}\) khi
\(\left\{{}\begin{matrix}z-2=0\\x-2=0\\\left(x-2\right)^2+\left(y-1\right)^2+\left(z-2\right)^2=4\end{matrix}\right.\) <=>\(\left\{{}\begin{matrix}x=2+\sqrt{2};y=-1+\sqrt{2};z=2\\x=2-\sqrt{2};y=-1-\sqrt{2};z=2\end{matrix}\right.\)